校正施于紙張上的張力的方法及所用裝置的制作方法

專利名稱：校正施于紙張上的張力的方法及所用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種校正施于紙張上的張力的方法，更為具體的是一種根據(jù)卷筒紙的直徑變化，分步驟地校正施于從該卷筒拉出的紙張上的張力的方法以及實(shí)行該方法的一種裝置。
一種傳統(tǒng)上的藥物包裝裝置包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承一個(gè)可熱熔的包裝紙卷筒的紙張饋入單元，和一個(gè)設(shè)置在通過其包裝紙可以退繞和饋入的饋入途徑上的密封裝置。在密封裝置的上游，紙張對(duì)并折疊，藥物被加入，然后紙張?jiān)趯挾确较蛏虾脱刂吘売稍撁芊庋b置予以熱封以密封藥物。
當(dāng)包裝紙用完時(shí)，一個(gè)新的紙卷筒被裝在紙張饋入單元上，而新的紙張被退繞和饋入。當(dāng)紙張饋入時(shí)必須均勻地張緊以便密封位置不會(huì)由于紙張的不正確折疊而偏移。但是實(shí)際上，施于紙張上的張力由于在紙張退繞時(shí)的紙卷筒直徑變化而逐漸地變化。
日本實(shí)用新型公告說(shuō)明書透露了一種紙張張力校正裝置。它能夠均勻地施加張力于紙張，即使卷筒的直徑在變化也不受影響。在這說(shuō)明書中透露的紙張張力校正裝置具有一個(gè)卷筒支承筒，在該筒上可拆卸地安裝一個(gè)紙卷筒。多個(gè)卷筒直徑檢測(cè)傳感器設(shè)置在紙卷筒的側(cè)邊處。來(lái)自這些檢測(cè)傳感器的信號(hào)被用來(lái)控制由設(shè)置在卷筒支承筒上的一個(gè)電磁制動(dòng)器所產(chǎn)生的電磁力，因而當(dāng)卷筒直徑減小時(shí)制動(dòng)力也逐步減小。
使用這傳統(tǒng)的紙張張力校正裝置，當(dāng)紙張退繞時(shí)改變的紙張長(zhǎng)度由設(shè)置在卷筒直徑方向上的卷筒直徑檢測(cè)傳感器分步地檢測(cè)出來(lái)。因此，當(dāng)卷筒直徑減小至檢測(cè)傳感器等級(jí)(Rank)改變的一點(diǎn)時(shí)，電磁制動(dòng)器的制動(dòng)力等級(jí)將會(huì)由于心軸軸心的偏離，紙張的重量，或卷繞應(yīng)變而在每一轉(zhuǎn)動(dòng)中上下波動(dòng)。
如果這發(fā)生后，當(dāng)紙張成半折疊時(shí)，紙張邊沿就不能精確地對(duì)齊。完整的包裝因而也就不可能了。由于制動(dòng)力等級(jí)的急劇變化，紙張可能會(huì)在寬度方向上遭受撕裂。
反光式檢測(cè)傳感器的問題在于它們更容易運(yùn)作失靈。用于藥物包裝裝置的包裝紙包括有半透明或透明的熱熔紙和許多其它種類的紙。如果這樣一種紙張的極限位置改變后，光的反射就不同，使其無(wú)法將檢測(cè)的反射光作為信號(hào)。這破壞了檢測(cè)的精確度。此外，它在濕度變化的影響下容易彎曲。檢測(cè)的正確性可能會(huì)由于端面的不平整而遭到破壞。
一個(gè)感熱式印刷機(jī)通常設(shè)置在紙張被成半折疊的位置處的上游，以備印刷包裝紙。如果紙張起了振動(dòng)，其打印點(diǎn)就可能會(huì)碎裂，或者余數(shù)指示燈的耐久性可能受影響。
本發(fā)明的目的是提供一種校正紙張上張力的方法和裝置，其可以避免通常校正紙張張力方法的一些問題。
根據(jù)本發(fā)明，校正紙張張力的方法包括將一個(gè)制動(dòng)裝置與一個(gè)繞著一個(gè)不能轉(zhuǎn)動(dòng)地支承著的支承軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的卷筒支承筒相咬合，用一個(gè)紙張長(zhǎng)度測(cè)量傳感器測(cè)量從一個(gè)安裝在卷筒支承筒上的卷筒紙饋送出的紙張長(zhǎng)度，通過從卷筒的預(yù)存的最大紙張長(zhǎng)度中減去由紙張長(zhǎng)度測(cè)量傳感器測(cè)得的紙張長(zhǎng)度計(jì)算出在紙張被饋入后的卷筒紙的卷繞長(zhǎng)度，根據(jù)卷筒的卷繞長(zhǎng)度和紙張的厚度計(jì)算出卷筒的現(xiàn)有直徑，然后根據(jù)卷筒的現(xiàn)有直徑通過分步地控制制動(dòng)裝置的制動(dòng)力校正紙張的張力。
紙張長(zhǎng)度測(cè)量傳感器可以是設(shè)置在紙張饋入通道上的紙張饋入長(zhǎng)度檢測(cè)傳感器，或者是一個(gè)設(shè)置在卷筒支承筒上用以根據(jù)卷筒支承筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角確定紙張饋入長(zhǎng)度的角傳感器。
另外還提供一種校正紙張上張力的方法包括將一個(gè)制動(dòng)裝置與一個(gè)繞著一個(gè)不能轉(zhuǎn)動(dòng)地支承著的支承軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的卷筒支承筒相咬合，用一個(gè)紙張長(zhǎng)度測(cè)量傳感器檢測(cè)從一個(gè)安裝在卷筒支承筒上的卷筒紙饋送的紙張長(zhǎng)度，用一個(gè)角傳感器檢測(cè)卷筒支承筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，根據(jù)由任一傳感器測(cè)得的紙張長(zhǎng)度或轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算出卷筒的現(xiàn)有的紙長(zhǎng)，然后根據(jù)相當(dāng)于卷筒現(xiàn)有紙長(zhǎng)的卷筒直徑通過分步地控制制動(dòng)裝置的制動(dòng)力校正紙張的張力。
在第一個(gè)方法中，紙張長(zhǎng)度是由一個(gè)單獨(dú)的紙張長(zhǎng)度測(cè)量傳感器測(cè)量的。因此，在這個(gè)方法中，重要的是紙卷筒的整個(gè)紙張長(zhǎng)度需要知道。因此，這一長(zhǎng)度被存于一個(gè)存貯器內(nèi)，而現(xiàn)有的卷筒長(zhǎng)度則通過從存于存貯器內(nèi)的整個(gè)卷筒長(zhǎng)度中減去紙張饋入長(zhǎng)度而計(jì)算出來(lái)。
這一卷筒的全長(zhǎng)并不一定必須是實(shí)際的測(cè)量數(shù)值而是可以根據(jù)卷筒的直徑和紙張的厚度大致地計(jì)算出來(lái)的。這一大致計(jì)算出的數(shù)值已足夠用來(lái)校正紙張的張力，因?yàn)橹苿?dòng)力是根據(jù)紙卷筒變化的直徑分步地粗略校正的。因此，即使卷筒的全長(zhǎng)并不是所想要的最終產(chǎn)物的全長(zhǎng)，例如，即使卷筒已被用去一半，如果卷筒的全長(zhǎng)和直徑為已知的就可計(jì)算出現(xiàn)有的卷筒長(zhǎng)度。
根據(jù)這樣確定的現(xiàn)有卷筒長(zhǎng)度和紙張厚度，現(xiàn)有的卷筒直徑就能計(jì)算出來(lái)。這樣所獲得的現(xiàn)有卷筒直徑就用來(lái)以分步的方式通過選擇一個(gè)最佳制動(dòng)力校正紙張的張力。
在第二個(gè)方法中，信號(hào)是由紙張長(zhǎng)度測(cè)量傳感器和角傳感器檢測(cè)的。根據(jù)一個(gè)信號(hào)相對(duì)于另一個(gè)信號(hào)的變化，卷筒長(zhǎng)度的變化就直接測(cè)量出來(lái)了。
通過事先將一個(gè)預(yù)定的卷筒長(zhǎng)度的變化范圍與卷筒直徑的變化建立起連系，就有可能僅通過檢測(cè)卷筒長(zhǎng)度的變化來(lái)選擇一個(gè)分步的對(duì)制動(dòng)力的控制水準(zhǔn)。這樣，就有可能通過根據(jù)卷筒直徑控制制動(dòng)力而在每一階段將紙張張力校正至最佳水準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方法包括在一個(gè)紙張的張力是在紙張正在被饋入之時(shí)予以校正的正常的模式前進(jìn)行一個(gè)特有的模式，該特有模式包括根據(jù)來(lái)自紙張長(zhǎng)度傳感器和角傳感器的信號(hào)以與正常模式相同的方式通過紙張以預(yù)定長(zhǎng)度間歇地饋入的漸進(jìn)操作來(lái)計(jì)算卷筒的紙張卷繞長(zhǎng)度，和在正常模式開始之前根據(jù)從紙張卷繞長(zhǎng)度計(jì)算出的卷筒直徑將制動(dòng)力調(diào)整至一個(gè)中間水準(zhǔn)以便事先校正紙張的張力。這樣安排的優(yōu)點(diǎn)在對(duì)實(shí)施例的描述中再予闡明。
在卷筒支承筒和可拆卸地安裝在卷筒支承筒上的紙卷筒之間的任何位置偏移是在正常模式中和/或特有模式中根據(jù)來(lái)自設(shè)置在卷筒支承筒和支承軸的一塊支承板之間的一個(gè)角傳感器的用以檢測(cè)卷筒支承筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的信號(hào)和來(lái)自設(shè)置在紙卷筒和支承軸之間的用以檢測(cè)紙卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的信號(hào)之間的不一致檢測(cè)出來(lái)的。
本發(fā)明的其它特征和目的從下面參照附圖所作的描述中將一目了然。附圖中

圖1是一個(gè)包裝裝置的一個(gè)紙張饋入單元和一個(gè)包裝單元的部分示意圖；圖2是一卷筒紙安裝在其上的紙張饋入單元的直立截面圖；圖3是一個(gè)用于包裝紙張的張力校正裝置的控制線路的示意方塊圖；圖4是一個(gè)流程圖說(shuō)明一個(gè)第一實(shí)施例的張力校正裝置的操作；圖5是從圖2的箭頭V-V方向觀察的第二實(shí)施例的紙張饋入單元的側(cè)視圖；圖6是從圖2的箭頭V1-V1方向觀察的第二實(shí)施例的紙張饋入單元的側(cè)視圖；圖7是一個(gè)第二實(shí)施例張力校正裝置的一個(gè)角度傳感器的示意圖；圖8A-8D是不同型式的角度傳感器的示意圖；圖9A，9B是顯示第二實(shí)施例的張力校正裝置基本功能的視圖；圖10是顯示第二實(shí)施例的張力校正裝置一個(gè)特有操作模式的流程圖；圖11是顯示其正常操作模式的流程圖12是顯示在特有模式中所施加的直流電壓與卷繞長(zhǎng)度之間的關(guān)系的圖表；和圖13說(shuō)明一個(gè)滑移檢測(cè)傳感器如何檢測(cè)滑移。
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例參照附圖予以描述。圖1是一幅藥物包裝機(jī)的示意圖，主要顯示一個(gè)紙張饋入單元和一個(gè)包裝單元。紙張饋入單元具有一個(gè)支承軸1，其上可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝有一個(gè)心管P，心管P上繞有一卷筒R的藥物包裝紙S。紙張S從卷筒R上退繞下來(lái)通過饋入輥2，3饋入到包裝單元中。
在包裝單元中，紙張由一塊三角板4縱向地對(duì)半折疊。藥物落入到由折疊紙張限定的空間內(nèi)。于是紙張由帶有穿孔器的加熱輥6以預(yù)定的間隔在寬度方向上和沿著兩個(gè)側(cè)邊沿予以熱封。雖然包裝單元還包括許多其它部件，為簡(jiǎn)單起見僅顯示出主要部件。
圖2是紙張饋入單元的部分直立截面圖，其中，安置有卷筒紙R和心管P。如圖中所示，支承軸1包括一個(gè)中央軸1a，其一端由一個(gè)螺母固定在一塊支承板11上，一個(gè)外軸1b整體地裝在中央軸1a的周圍，和一個(gè)中空軸1c通過靠近外軸1b兩端設(shè)置的軸承12可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在外軸1b上。
中央軸1a在一端有一個(gè)軸頭13。外軸1b在同一端有一凸緣14。中空軸1c在另一端處有一凸緣15。裝在中空軸1c上的心管P和卷筒紙R可以相對(duì)于支承軸1轉(zhuǎn)動(dòng)。多塊磁鐵16以適當(dāng)?shù)拈g隔設(shè)置在凸緣15的內(nèi)周邊表面上。多個(gè)鐵磁件17沿著心管P的一個(gè)端面的圓周設(shè)置。磁鐵16吸引鐵磁件17將心管P和卷筒紙R可拆卸地安裝在中空軸1c上。
從卷筒紙R上退繞出來(lái)的包裝紙S由一個(gè)咬合在中空軸1c上的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器20適當(dāng)?shù)貜埦o。安裝在支承板11上的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器20通過一個(gè)圖中未顯示的傳動(dòng)皮帶連接在一個(gè)齒輪箱21上。齒輪箱21具有一根輸出軸，其上裝有一個(gè)小齒輪22，小齒輪與設(shè)置在凸緣15的外周邊表面上的一個(gè)較大齒輪23嚙合。因此，通過開動(dòng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器20，制動(dòng)力就施加到中空軸1c上。
電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器20是一個(gè)由直流電壓供電的小型交流電電動(dòng)機(jī)。如下文將描述的，制動(dòng)力根據(jù)以分四個(gè)階段變換施加的直流電壓使包裝紙張退繞的紙張張力而在四個(gè)階段有所不同。
在第二實(shí)施例中描述的有磁鐵24，霍爾元件傳感器25，一個(gè)接近開關(guān)26和多個(gè)突出體27。
圖3示意地顯示一個(gè)用于對(duì)從紙張饋入單元饋入包裝紙和包裝藥物的裝置的各種不同部件進(jìn)行控制的制動(dòng)線路。其控制單元30接受來(lái)自一個(gè)終端傳感器31的信號(hào)，來(lái)自靠近饋入輥3設(shè)置的旋轉(zhuǎn)編碼器32的信號(hào)和來(lái)自裝在一個(gè)電動(dòng)機(jī)6a的輸出軸上的旋轉(zhuǎn)式速度計(jì)數(shù)器33的信號(hào)(該電動(dòng)機(jī)6a耦合在加熱輥6中之一的軸上)，然后根據(jù)上述中的一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生出用于開動(dòng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器20或電動(dòng)機(jī)6a的輸出信號(hào)。標(biāo)號(hào)34表示一個(gè)用以輸入外部數(shù)據(jù)的輸入單元。
當(dāng)包裝紙的張力用第一實(shí)施例的紙張張力校正裝置進(jìn)行校正的同時(shí)就將藥物也包裝了。
在第一實(shí)施例中，準(zhǔn)備裝在紙張饋入單元的卷筒紙R的最大直徑dmax和最小直徑d0是事先已知的。由電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器20產(chǎn)生的制動(dòng)力在四個(gè)階段中根據(jù)來(lái)自旋轉(zhuǎn)編碼器32的信號(hào)而有不同，以便通過根據(jù)紙卷筒R直徑的變化而調(diào)節(jié)制動(dòng)力來(lái)施加給紙張以適當(dāng)?shù)膹埩Α?br> 所示卷筒紙R具有一個(gè)最大直徑dmax＝160mm，最小直徑d0＝64mm，和紙張厚度r＝30μm。在這種情況，由電勸機(jī)制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力在每次卷筒紙R的直徑減小(160-64)/4＝24mm時(shí)都是不同的。
形成一個(gè)給定直徑的卷筒R的紙張長(zhǎng)度由下列公式得出L＝[(d0+2×r)+(d0+2×2r)+…+(d0+2×(n-1)r+(d0+2×nr)]π＝[nd0+2(1+2+…+n-1+n)r]π=[nd0+2×n(n+1)2γ]π]]>＝[d0+(n+1)r]nπ ------(1)
(其中n是匝數(shù))卷筒R的直徑給出如下dmax＝d0+2×nr ------(2)從公式(1)，當(dāng)卷筒直徑為最大時(shí)形成卷筒R的紙張長(zhǎng)度Lmax是Lmax＝[64×n+n(n+1)×30n×10-3]π從公式(2)，dmax＝64+2×30n×10-3＝160(mm)這樣，n＝96/6×10-2＝1600因而，Lmax＝(64+1601×30×10-3)×1600π＝562688(mm)現(xiàn)在，使卷筒紙的直徑范圍分為四個(gè)階段，N＝1(最大)，2(第二大)，3(第三大)和4(最小)。在每個(gè)階段中卷筒的最大紙張長(zhǎng)度由下式公式得出如N＝1，Lmax＝562688(m)，(n＝1600，dmax＝160)如N＝2，Lmxa＝376800(m)，(n＝1200，dmax＝136)如N＝3，Lmxa＝221056(m)，(n＝800，dmax＝112)如N＝4，Lmxa＝95456(m)，(n＝400，dmax＝88)控制單元30接受來(lái)自旋轉(zhuǎn)編碼器32的信號(hào)以測(cè)出送往饋入輥3的包裝紙S的長(zhǎng)度并確定卷筒R的直徑是屬于階段1-4中的哪一個(gè)階段。于是，控制單元確定施加到電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器20的直流電壓從而使在所有的階段1-4中施加給紙張以同樣的張力。例如，直流電壓的確定如下如N＝1，V＝25V如N＝2，V＝16V如N＝3，V＝12V如N＝4，V＝8V現(xiàn)在參看圖4的流程圖，這方法被更為具體地予以描述。
首先，如圖1中所示，包裝紙S被些微地從紙卷R中退繞至至少在加熱輥6下游的一點(diǎn)處并被夾在加熱輥6之間從而使紙張可以由加熱輥6所熱封。
在這狀態(tài)下，控制單元就開始工作。在步驟S1中，通過輸入單元34輸入有關(guān)紙卷筒R尺寸的數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)，也就是，有關(guān)完全卷繞的紙卷筒R的數(shù)據(jù)，可以事先貯存在輸入單元34內(nèi)并在關(guān)于一個(gè)最終產(chǎn)品的信號(hào)輸入時(shí)饋入到控制單元。另一種辦法是每當(dāng)需要這類數(shù)據(jù)時(shí)，通過一個(gè)鍵盤輸入所需的數(shù)據(jù)。這后一種方法在用了一半的紙卷筒R重新裝上時(shí)比較有利。當(dāng)這些數(shù)據(jù)輸入時(shí)，控制單元30開始控制計(jì)算并饋入包裝紙S。在步驟S2中，施加一個(gè)最大的直流電壓使包裝紙S饋入并使其張力保持最大。
在步驟S3中，讀出一個(gè)關(guān)于紙張長(zhǎng)度數(shù)據(jù)的信號(hào)。在這實(shí)施例中，這個(gè)信號(hào)是來(lái)自旋轉(zhuǎn)編碼器32的信號(hào)并在下述的每個(gè)步驟中為每一個(gè)處理循環(huán)被輸入。
在步驟S4中，控制單元根據(jù)該輸入信號(hào)計(jì)算出紙卷筒從最大直徑所減少的匝數(shù)直至上述信號(hào)輸入時(shí)為止，并根據(jù)這匝數(shù)使用公式(1)和(2)計(jì)算出紙卷筒的剩余紙張長(zhǎng)度和其此時(shí)的直徑。在步驟S5中，根據(jù)這樣計(jì)算出的紙卷筒的剩余紙張長(zhǎng)度就可以確定張力水準(zhǔn)。
也就是說(shuō)，在步驟S5中，控制單元30可以根據(jù)卷筒的剩余紙張長(zhǎng)度來(lái)確定紙卷筒R的直徑處于階段1-4中的哪一個(gè)階段。如果卷筒的直徑是處于階段N＝1，一個(gè)預(yù)定的用于張緊紙張S至最大水準(zhǔn)的直流電壓在步驟S6中被施加在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器20上。
如果N≠1，控制單元在步驟S7中確定是否N＝2。
如果N＝2，一個(gè)16V的直流電壓便在步驟S8中施加在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器20上。如果N≠2，控制單元就在步驟S9中確定是否N＝3。如果是這樣的，一個(gè)12V的直流電壓便在步驟S10中被施加。如果不是這樣，控制單元就在步驟S11中確定是否N＝4。如果是這樣的，一個(gè)8V的直流電壓在步驟S12中被施加。
上述操作在處理環(huán)路的每一循環(huán)中進(jìn)行著。如果在步驟S11中N≠4，這意味著包裝紙S已經(jīng)完全退繞了，控制單元在步驟13中確認(rèn)了來(lái)自終端傳感器31的信號(hào)后停止紙張S的饋入。這完成了整個(gè)的控制。
在這實(shí)施例中，來(lái)自旋轉(zhuǎn)編碼器32的信號(hào)被用來(lái)測(cè)量紙張的長(zhǎng)度并根據(jù)該紙張長(zhǎng)度控制電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器20。但是如果不用這信號(hào)，則紙張長(zhǎng)度也可以通過使用來(lái)自一個(gè)設(shè)置在紙張饋入單元的支承軸1上的傳感器的信號(hào)來(lái)測(cè)出，該傳感器用于檢測(cè)紙卷筒R的旋轉(zhuǎn)角。這個(gè)傳感器用在第二實(shí)施例中。
在第一實(shí)施例中，紙張的厚度假定為30μm。但是實(shí)際上，當(dāng)紙張被饋入時(shí)由于施加在紙張上的張力而被拉伸了。因此，紙張的厚度通常在饋入時(shí)要比在靜止時(shí)稍許小一些。因此，正在饋入時(shí)的紙張厚度應(yīng)當(dāng)從靜止?fàn)顟B(tài)的紙張厚度中減去一定的差率，該差率可以根據(jù)在饋入時(shí)紙張的平均伸長(zhǎng)率估算出來(lái)。
圖5和隨后的附圖顯示第二實(shí)施例，該實(shí)施例基本上與第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同但是包括一些另加的元件因而紙張的張力可以以較高的精確性予以控制。
本實(shí)施例的紙張饋入單元和包裝單元顯示在圖1-3中。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同在于，如圖3中所示，控制單元30接受來(lái)自一個(gè)旋轉(zhuǎn)角傳感器組件和一個(gè)紙張位移傳感器的信號(hào)，前者包括四個(gè)在心管P上的磁鐵24和四個(gè)霍爾元件傳感器25，而后者包括一個(gè)接近開關(guān)26和多個(gè)突出體27(見圖2和5)。
具體地說(shuō)，控制單元根據(jù)第一實(shí)施例的紙張長(zhǎng)度傳感器信號(hào)和來(lái)自旋轉(zhuǎn)角傳感器的信號(hào)精確地計(jì)算出從紙卷筒R退繞出來(lái)的紙張S的長(zhǎng)度，并且校正制動(dòng)力使其相當(dāng)于卷筒R的直徑變化以便校正施加在紙張上的張力。
如圖7中所示，第二實(shí)施例的四個(gè)磁鐵24圍繞著心管P的軸心以67.5°的角度間隔設(shè)置在心管P的內(nèi)周邊表面上，而四個(gè)霍爾元件傳感器25則圍繞著心管P的軸心以90°的相同角度間隔設(shè)置在支承軸1的一端。
然而磁鐵24和傳感器25的數(shù)目和位置并不僅限于圖7中所示的那些。圖8顯示了它們的在數(shù)目和安排上的幾種變異。在任何的變異中，霍爾元件傳感器或多個(gè)傳感器25在心管P每轉(zhuǎn)動(dòng)22.5°時(shí)就產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。
另外，代替磁鐵24和霍爾元件25的組合，還可以使用光傳感器來(lái)檢測(cè)心管P的轉(zhuǎn)動(dòng)。這種光傳感器包括發(fā)光二極管和光欄截器并固定在支承軸1(外軸1b)的一端，如同霍爾元件25的情況一樣。
更為具體地說(shuō)，這種光傳感器安裝在設(shè)置在外軸1b的凸緣端頭上的一個(gè)延伸部分或安裝座架上，而突出體則以22.5°的角度間隔設(shè)置在心管P上，以便從光傳感器的發(fā)光二極管和光攔截器之間穿過。光傳感器和突出體的數(shù)目與霍爾元件傳感器25和磁鐵24的數(shù)目相同。
圖6是在圖2的箭頭V1-V1方向上觀察的側(cè)視圖，主要顯示用于包裝紙的位移檢測(cè)傳感器的位置。在這例子中，一個(gè)單獨(dú)的接近開關(guān)26設(shè)置在支承板11上。十六個(gè)突出體27設(shè)置在支承軸1的可轉(zhuǎn)動(dòng)中空軸1c的凸緣15上。
如果在由霍爾元件傳感器25檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)角傳感器信號(hào)和由位移檢測(cè)傳感器檢測(cè)出的信號(hào)之間的間距(pitch)上存在不同，控制單元就確定有位移存在。
下面將描述第二實(shí)施例的操作情況。如圖9A，9B所示，這操作基本上包括根據(jù)從由旋轉(zhuǎn)編碼器32產(chǎn)生的紙張長(zhǎng)度信號(hào)計(jì)算出的退繞紙張的總長(zhǎng)度和從作為角傳感器的霍爾元件傳感器25的脈沖信號(hào)計(jì)算出的角度θ確定出形成紙卷筒的紙張長(zhǎng)度。
在圖9A，9B中，為了描述操作的便利，磁鐵24和霍爾元件傳感器25的數(shù)目和安排與圖7圖8中的有所不同。但是其基本操作是一樣的，即每轉(zhuǎn)動(dòng)22.5°就產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。
如圖9A所示，當(dāng)紙卷筒的半徑大的時(shí)候，角傳感器產(chǎn)生較少的脈沖而包裝紙就退繞出長(zhǎng)度1。當(dāng)紙卷筒半徑逐漸減少時(shí)如圖9B所示，脈沖的數(shù)目便增加。如果脈沖數(shù)目當(dāng)紙卷筒半徑處于其最大和最小時(shí)分別為3和10，則從3-10的脈沖數(shù)范圍被分成四個(gè)階段以便將可以施加相應(yīng)于各階段的合適張力的直流電流給電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器20以校正制動(dòng)力。
上述張力水準(zhǔn)N＝1-4和脈沖數(shù)之間的關(guān)系如下。假設(shè)紙卷筒R的最大和最小直徑分別為160mm和64mm，從卷筒退繞出來(lái)的紙張長(zhǎng)度當(dāng)卷筒直徑為最大時(shí)將是π×160mm。由于角傳感器25每轉(zhuǎn)動(dòng)22.5°產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)(每一完整的匝16個(gè)脈沖)，紙張退繞了π×160/16＝314m/m。對(duì)于3140m/m的退繞長(zhǎng)度，脈沖數(shù)將是10。
當(dāng)卷筒直徑為最小時(shí)，退繞紙張的長(zhǎng)度和脈沖數(shù)之間的關(guān)系如下。即由于π×64/16＝129.5m/m，對(duì)3140m/m的退繞長(zhǎng)度，脈沖數(shù)將是3140/1295×10＝24.2。
對(duì)每個(gè)張力水準(zhǔn)N的脈沖數(shù)和直流電壓確定如下張力水準(zhǔn)N 脈沖數(shù)直流電壓N＝1 10-13 25VN＝2 14-17 16VN＝3 18-21 12VN＝4 22-24.2 8V在上面的描述中，張力水準(zhǔn)N是在給定的紙張退繞長(zhǎng)度的情況下根據(jù)脈沖數(shù)予以校正的。但是張力水準(zhǔn)也可以根據(jù)當(dāng)已產(chǎn)生出預(yù)定的脈沖數(shù)時(shí)的紙張退繞長(zhǎng)度來(lái)確定。下面將對(duì)這方法予以詳述圖10和11顯示張力校正裝置操作的流程圖。具體地說(shuō)，圖10是一種在張力校正裝置的正常模式之前進(jìn)行的特有模式的流程圖。圖11是正常模式的流程圖。
在圖10中所示的特有模式中，控制單元對(duì)包裝單元中正常包裝操作的各種不同情況進(jìn)行檢驗(yàn)因而正常模式可以順利進(jìn)行。在正常包裝操作之前，包裝紙必須正確地安置在包裝單元內(nèi)。包裝紙通常是用手漸進(jìn)地安置的。控制模式一般總要通過這特有模式。
在步驟S0中，控制單元確定目前的模式是否是特有模式。如果下列各條件任何一項(xiàng)得到滿足，這特有模式就開始進(jìn)行也就是，終端傳感器式接頭封焊的啟動(dòng)，和卷繞長(zhǎng)度傳感器的漸進(jìn)模式或倒轉(zhuǎn)的檢測(cè)。接頭封焊是在一個(gè)紙卷筒用完后一個(gè)新的卷筒被裝上并拼接到前一個(gè)紙張上時(shí)才啟動(dòng)的。
漸進(jìn)模式是在所有操作開始之前通過開啟控制單元來(lái)開始進(jìn)行的，而包裝紙是以上述的方式用人手安裝的。
特有的模式是必需的因?yàn)椴豢赡芸偸前仓靡粋€(gè)新的完整的紙卷筒，而是有可能安置一個(gè)具有例如新卷筒一半直徑的用過的卷筒紙。如果所安置的卷筒只具有新的紙卷筒一半的直徑，其張力開始時(shí)就被校正在一個(gè)中間水準(zhǔn)比相當(dāng)于新卷筒直徑的張力為小。
如果目前的模式在步驟S0中被判斷為特有模式，則在步驟SS1中，張力被設(shè)定在最大的水準(zhǔn)，而各種傳感器(基準(zhǔn)傳感器，旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器、卷繞長(zhǎng)度傳感器、心管滑移傳感器)被開動(dòng)(步驟SS2)。在這種情況中，包裝紙通過人手微調(diào)整和來(lái)自紙張長(zhǎng)度傳感器或旋轉(zhuǎn)編碼器32，和角傳感器或霍爾元件傳感器25的信號(hào)一點(diǎn)一點(diǎn)地被饋入。
在步驟SS5中，控制單元根據(jù)這些信號(hào)使用上述公式來(lái)計(jì)算出紙卷筒的紙張長(zhǎng)度以確定是否卷筒具有最大的直徑，或者例如，一半的最大直徑。如果這種計(jì)算不可能(否)，步驟SS3就再重復(fù)一次。如果可能，控制單元在步驟SS7中就需確定是否重新進(jìn)入特有模式的條件已全部消除。如果是這樣，張力就在步驟SS8中被校正至一個(gè)合適的水準(zhǔn)。步驟SS9和SS10是用于檢測(cè)心管滑移的步驟，在下文中將予描述。
當(dāng)在步驟SS8的張力校正時(shí)期，如果紙卷筒具有最大的直徑(新的)，則相當(dāng)于最大張力的直流電壓被設(shè)定在25V，如果紙卷筒的直徑是最大直徑的大約一半則被設(shè)定在大約20V以避免任何突然的張力改變。
當(dāng)張力被校正至一個(gè)適當(dāng)?shù)乃疁?zhǔn)時(shí)，程序就又回到步驟S0以確定是否再進(jìn)行特有模式操作。這一次，程序轉(zhuǎn)到正常模式[A]。
在圖11中所示的正常模式中，一個(gè)微調(diào)模式開關(guān)用手轉(zhuǎn)換，然后在步驟S1中，先前設(shè)定的數(shù)據(jù)被讀出，而各種傳感器保持被打開(S2)。在這時(shí)候，包裝單元的正常操作就已經(jīng)開始。在正常操作開始時(shí)，張力被控制到在特有模式時(shí)適當(dāng)設(shè)置的直流電數(shù)值。
然后在步驟S3、S4和S5中，紙張長(zhǎng)度信號(hào)和角傳感器信號(hào)以如在特有模式中同樣的方式輸入從而計(jì)算出卷筒的紙張長(zhǎng)度。這個(gè)計(jì)算基本上是以上述方式進(jìn)行的。如果，作為計(jì)算的結(jié)果，卷筒R證明是一個(gè)未用過的完整的卷筒，則如在第一實(shí)施例中的同樣方法根據(jù)在步驟S6、S8、S10和S12中的判斷，直流電壓在步驟S7、S9、S11或S13中被設(shè)定在25V、16V、12V或8V。圖12顯示出上述卷繞長(zhǎng)度和直流電壓控制之間的關(guān)系。
在張力控制經(jīng)由上述的任何途徑進(jìn)行過后，控制單元根據(jù)來(lái)自接近開關(guān)26的信號(hào)在步驟S14中確定心管是否有滑移。如圖6中所示，開關(guān)26設(shè)置在16個(gè)鐵磁突出物的對(duì)面，并且在心管每轉(zhuǎn)動(dòng)22.5°時(shí)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，其方式與霍爾元件角傳感器25完全一樣。
在這些實(shí)施例中，角傳感器25和26是屬于不同型式的，但是它們也可以是同樣型式的。圖13的時(shí)間表中顯示出由角傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)和轉(zhuǎn)動(dòng)角之間的關(guān)系。如圖中所示，由滑移檢測(cè)傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)可以與卷繞長(zhǎng)度檢測(cè)傳感器的脈沖信號(hào)同步獲得，除非卷繞情況由于張力而改變。
但是如果由每個(gè)上述的直流電壓產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)阻力不適當(dāng)，例如，如果在張力水準(zhǔn)N＝2時(shí)張力太大，則紙卷筒R將與心管P一起劇烈地轉(zhuǎn)動(dòng)。這可能會(huì)造成位移使鐵磁件17被吸引至磁鐵16處。如果發(fā)生此種情況，雖然霍爾元件傳感器25繼續(xù)在每隔22.5°的角度間隔規(guī)律性地產(chǎn)生脈沖信號(hào)，但接近開關(guān)26可能會(huì)同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號(hào)而不能在心管轉(zhuǎn)動(dòng)另一個(gè)22.5°時(shí)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。
圖13顯示出脈沖信號(hào)在這樣的位移發(fā)生時(shí)是如何變化的。如圖中所示，在心管轉(zhuǎn)動(dòng)了整個(gè)一匝后，滑移檢測(cè)傳感器未能在位置C和D處產(chǎn)生脈沖信號(hào)。代之的是，脈沖信號(hào)產(chǎn)生在D和A之間帶有些微位移。
在這種情況下，控制單元通過參考來(lái)自卷繞長(zhǎng)度檢測(cè)傳感器的信號(hào)可以確定滑移檢測(cè)傳感器未能在位置C處產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。如果，例如，16V的直流電在水準(zhǔn)N＝2時(shí)是太大，因而張力是太大了，則電壓可以減小至14V以便校正張力至一個(gè)適當(dāng)?shù)乃疁?zhǔn)。由于這樣的電壓調(diào)準(zhǔn)，一個(gè)脈沖信號(hào)可以在位置D后的任何想要的位置處產(chǎn)生。
在調(diào)整了由于紙張張力的變化的任何心管P的位移之后，控制單元在步驟S16中根據(jù)來(lái)自終端傳感器31的信號(hào)檢查紙張是否仍舊繞在管P上。如果傳感器31還沒有檢測(cè)出紙張的終端，就進(jìn)行步驟S3，也就是，通過重復(fù)上述計(jì)算，使紙張張力根據(jù)紙卷筒的卷繞長(zhǎng)度來(lái)予以控制。
當(dāng)終端傳感器31檢測(cè)出包裝紙S的終端時(shí)，張力控制模式就結(jié)束了。如果需要或想要在這之后繼續(xù)包裝，則該程序又回到特有模式將卷筒R換以新的并將紙的端頭連接。
步驟SS9和SS10在流程圖中以虛線顯示特有模式，這意味著這些步驟是不重要的。雖然如此，如果設(shè)置了這些步驟，它們的功能也就和正常模式中滑移檢測(cè)操作中的步驟S14，S15的一樣。
上面的描述是以紙卷筒R是一個(gè)整筒的卷筒的假設(shè)做出的。如果一個(gè)大約一半最大直徑的卷筒被安置在紙張饋入單元中，在張力被在特有模式中校正至一個(gè)水準(zhǔn)略大于在正常模式期間當(dāng)整筒卷筒被退繞至大約一半最大直徑時(shí)的張力之后，正常模式就開始了。這樣就有可能順利地開始正常模式而不可能有張力的突然高升。
在對(duì)第一和第二實(shí)施例的描述中，我們已經(jīng)把包括接近開關(guān)26和突出體27的該傳感器組件描述為用于檢測(cè)管P相對(duì)于中空軸K的“滑移”的傳感器。但是這個(gè)傳感器組件可以被用來(lái)代替作為角度檢測(cè)傳感器的包括磁鐵24和霍爾元件傳感器25的傳感器組件。
包括接近開關(guān)26和突出體27的前者傳感器組件只要沒有異常的制動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)20施入(例如由于制動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的故障)就可以在如圖13中所示的由霍爾元件傳感器25的角度檢測(cè)的同時(shí)一直地輸出脈沖信號(hào)。這樣，就有可能使用這個(gè)脈沖信號(hào)作為一個(gè)角度檢測(cè)信號(hào)。
如果該接近開關(guān)被用作一個(gè)角度檢測(cè)傳感器，則用作角度檢測(cè)傳感器的霍爾元件傳感器25就不需要了而可以拼棄不用。在這種情況下，包括有接近開關(guān)26的角傳感器同時(shí)作為一個(gè)角傳感器和一個(gè)滑移檢測(cè)傳感器。為了使這種傳感器用作一個(gè)滑移檢測(cè)傳感器，則需要一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)。這種基準(zhǔn)信號(hào)可以由旋轉(zhuǎn)編碼器32提供。
如果異常的制動(dòng)力從制動(dòng)電動(dòng)機(jī)20被施入，也就是，如果電動(dòng)機(jī)20停止了，則中空軸K及其凸緣15也將停止。因而在管P和凸緣15之間就會(huì)發(fā)生滑移。如果紙張?jiān)谶@狀態(tài)下饋入，即便是微量地，旋轉(zhuǎn)編碼器33也將產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。這樣，接近開關(guān)26就能從這樣的事實(shí)即來(lái)自編碼器33的脈沖信號(hào)與來(lái)自接近開關(guān)26的脈沖信號(hào)不相重合而檢測(cè)出該管相對(duì)于凸緣15有滑移。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，相當(dāng)于卷筒的現(xiàn)有卷繞長(zhǎng)度的紙卷筒直徑是根據(jù)由單獨(dú)的紙張長(zhǎng)度傳感器測(cè)量出的紙張饋入長(zhǎng)度方面的數(shù)據(jù)和卷筒的整個(gè)卷繞長(zhǎng)度方面的數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的，以便根據(jù)所測(cè)量出的紙卷筒直徑通過以分步驟的方式對(duì)制動(dòng)力加以控制而將紙張張力校正至一個(gè)最佳水準(zhǔn)。因此，可以通過以分步驟的方式選擇出相當(dāng)于與卷筒的逐漸減小的卷筒長(zhǎng)度相當(dāng)?shù)木硗仓睆降闹苿?dòng)力來(lái)校正紙張張力至一個(gè)最佳水準(zhǔn)，除非卷筒的卷繞長(zhǎng)度開始增長(zhǎng)。因此就有可能順利地校正紙張張力而不會(huì)有由于在卷筒直徑稍許變化時(shí)制動(dòng)力突然波動(dòng)而導(dǎo)致張力突然波動(dòng)的可能性。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)內(nèi)容，卷筒的現(xiàn)有卷繞長(zhǎng)度是根據(jù)來(lái)自紙張長(zhǎng)度傳感器和角傳感器中之一的信號(hào)相對(duì)于來(lái)自另外傳感器的信號(hào)的變化來(lái)確定的，而紙張的張力則是通過選擇出相當(dāng)于與現(xiàn)有卷繞長(zhǎng)度相當(dāng)?shù)闹睆降囊粋€(gè)制動(dòng)力來(lái)校正的。在這種裝置中，即使整個(gè)卷繞長(zhǎng)度方面的數(shù)據(jù)還不知道，還是有可能通過選擇一個(gè)相當(dāng)于與根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)確定的現(xiàn)有卷繞長(zhǎng)度相當(dāng)?shù)木硗仓睆降闹苿?dòng)力來(lái)校正紙張的張力。因此有可能順利地校正紙張張力而不會(huì)有張力突然改變的可能性，與第一發(fā)明的方式相同。
權(quán)利要求
1.一種和一種藥物包裝機(jī)一起應(yīng)用的紙張卷筒，所述藥物包裝機(jī)包括一個(gè)紙張饋入單元，該紙張饋入單元包括一個(gè)固定軸(1b)，一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)軸(1c)，它可旋轉(zhuǎn)地繞所述固定軸安裝并攜帶所述紙張卷筒(R)，一個(gè)第一制動(dòng)裝置(20)用于將一個(gè)制動(dòng)力旋加于所述第一旋轉(zhuǎn)軸，以及將從所述卷筒來(lái)的所述紙張進(jìn)行饋送的饋入輥(2，3)，一個(gè)第二制動(dòng)裝置用于在所述第一旋轉(zhuǎn)軸和紙張卷筒之間產(chǎn)生一個(gè)不變的制動(dòng)力，一個(gè)包裝單元包括一個(gè)三角板(5)用于將紙張對(duì)半折疊以便在紙張上形成一個(gè)凹谷，一個(gè)料斗用于將藥物落入紙張上如此形成的凹谷，以及一個(gè)加熱輥(6)用于以預(yù)定間隔在寬度方向及其頂邊對(duì)紙張進(jìn)行熱密封以形成多個(gè)將藥物密封于其內(nèi)的口袋；所述紙張饋入單元還包括一個(gè)紙張長(zhǎng)度傳感器(31)用以測(cè)量在導(dǎo)向所述包裝單元的紙張饋入通道上的紙張饋入長(zhǎng)度，一個(gè)第一角度傳感器(24，25)用于檢測(cè)紙張卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，以及一個(gè)控制單元用于根據(jù)所述紙張長(zhǎng)度傳感器所測(cè)量出的紙張長(zhǎng)度和所述角度傳感器所測(cè)量出的轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算出紙張卷筒上的現(xiàn)有紙張長(zhǎng)度和卷筒的現(xiàn)有直徑，和控制施加于所述第一制動(dòng)裝置的一個(gè)直流電壓；所述紙張卷筒包括一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)軸(P)，一卷筒紙張卷繞在所述第二旋轉(zhuǎn)軸上，一個(gè)磁鐵(24)設(shè)于這樣一個(gè)位置，即所述角度傳感器能夠檢測(cè)卷繞在卷筒上的紙張的數(shù)量以施加一個(gè)相應(yīng)于卷繞在卷筒上的紙張數(shù)量的紙張張力，所述磁鐵安裝成可隨紙張卷筒一起旋轉(zhuǎn)。
2.一種和權(quán)利要求1所述藥物包裝機(jī)一起使用的磁鐵，其特征在于，所述磁鐵設(shè)在這樣一個(gè)位置，即所述角度傳感器可以檢測(cè)卷繞紙張的數(shù)量。
3.如權(quán)利要求2所述的磁鐵，其特征在于，所述磁鐵可拆卸地安裝在所述第一旋轉(zhuǎn)軸上。
全文摘要
一種校正施于紙張上張力的方法和裝置,其中,一個(gè)紙張長(zhǎng)度測(cè)量傳感器或旋轉(zhuǎn)編碼器設(shè)置在紙張饋入通道中,通過該通道包裝紙從紙卷筒上退繞下來(lái)饋入到包裝單元中。一個(gè)角傳感器包括有設(shè)置在支承軸上的霍爾元件傳感器和設(shè)置在紙卷筒心管上的磁鐵。來(lái)自這些傳感器中之一的信號(hào)相對(duì)于來(lái)自其它傳感器的信號(hào)的任何變化被用來(lái)計(jì)算紙卷筒的卷繞長(zhǎng)度,而紙張張力通過將其制動(dòng)力分步地根據(jù)由傳感器測(cè)量出的紙卷筒直徑予以控制而校正至最佳的恒定水準(zhǔn)。
文檔編號(hào)B65H77/00GK1269318SQ00106530
公開日2000年10月11日 申請(qǐng)日期1997年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月20日
發(fā)明者湯山正二, 能勢(shì)博, 安永五男, 江藤直道, 天野弘和 申請(qǐng)人:株式會(huì)社湯山制作所